Bootloader
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db66b8bc3c
7 changed files with 357 additions and 3 deletions
71
README.md
71
README.md
|
@ -3,3 +3,74 @@
|
|||
A tiny 32-bit x86 operating system kernel
|
||||
|
||||
http://3zanders.co.uk/2017/10/13/writing-a-bootloader/
|
||||
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||||
## Real Mode Boot 1
|
||||
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||||
16-bit mode.
|
||||
|
||||
Assemble with
|
||||
|
||||
``` shell
|
||||
nasm -f bin boot1.asm -o boot1.bin
|
||||
```
|
||||
|
||||
Run with
|
||||
|
||||
``` shell
|
||||
qemu-system-x86_64 -fda boot1.bin
|
||||
```
|
||||
|
||||
## Protected Mode Boot 2
|
||||
|
||||
32-bit mode.
|
||||
|
||||
Assemble with
|
||||
|
||||
``` shell
|
||||
nasm -f bin boot2.asm -o bin2.bin
|
||||
```
|
||||
|
||||
Run with
|
||||
|
||||
``` shell
|
||||
qemu-system-x86_64 -fda boot2.bin
|
||||
```
|
||||
|
||||
## Extended Boot 3
|
||||
|
||||
32-bit, 1024 byte.
|
||||
|
||||
Assemble with
|
||||
|
||||
``` shell
|
||||
nasm -f bin boot3.asm -o boot3.bin
|
||||
```
|
||||
|
||||
Run with
|
||||
|
||||
``` shell
|
||||
qemu-system-x86_64 -fda boot3.bin
|
||||
```
|
||||
|
||||
## Linking with Zig
|
||||
|
||||
32-bit, 1024 byte, building and linking in Zig code.
|
||||
|
||||
Build with
|
||||
|
||||
``` shell
|
||||
zig build-exe boot4.o fun.zig -T linker.ld -nostdlib -target x86-freestanding
|
||||
```
|
||||
|
||||
Convert to raw binary (strip ELF)
|
||||
|
||||
```shell
|
||||
objcopy -Obinary fun fun.bin
|
||||
```
|
||||
|
||||
|
||||
Run with
|
||||
|
||||
``` shell
|
||||
qemu-system-x86_64 -fda fun.bin
|
||||
```
|
||||
|
|
18
boot1.asm
Normal file
18
boot1.asm
Normal file
|
@ -0,0 +1,18 @@
|
|||
bits 16
|
||||
org 0x7c00
|
||||
boot:
|
||||
mov si,hello
|
||||
mov ah,0x0e
|
||||
.loop:
|
||||
lodsb
|
||||
or al,al
|
||||
jz halt
|
||||
int 0x10
|
||||
jmp .loop
|
||||
halt:
|
||||
cli
|
||||
hlt
|
||||
hello: db "Hello world!",0
|
||||
|
||||
times 510 - ($-$$) db 0
|
||||
dw 0xaa55
|
66
boot2.asm
Normal file
66
boot2.asm
Normal file
|
@ -0,0 +1,66 @@
|
|||
bits 16
|
||||
org 0x7c00
|
||||
|
||||
boot:
|
||||
mov ax, 0x2401
|
||||
int 0x15
|
||||
mov ax, 0x3
|
||||
int 0x10
|
||||
cli
|
||||
lgdt [gdt_pointer]
|
||||
mov eax, cr0
|
||||
or eax,0x1
|
||||
mov cr0, eax
|
||||
jmp CODE_SEG:boot2
|
||||
|
||||
gdt_start:
|
||||
dq 0x0
|
||||
gdt_code:
|
||||
dw 0xFFFF
|
||||
dw 0x0
|
||||
db 0x0
|
||||
db 10011010b
|
||||
db 11001111b
|
||||
db 0x0
|
||||
gdt_data:
|
||||
dw 0xFFFF
|
||||
dw 0x0
|
||||
db 0x0
|
||||
db 10010010b
|
||||
db 11001111b
|
||||
db 0x0
|
||||
gdt_end:
|
||||
|
||||
gdt_pointer:
|
||||
dw gdt_end - gdt_start
|
||||
dd gdt_start
|
||||
|
||||
CODE_SEG equ gdt_code - gdt_start
|
||||
DATA_SEG equ gdt_data - gdt_start
|
||||
|
||||
bits 32
|
||||
boot2:
|
||||
mov ax, DATA_SEG
|
||||
mov ds, ax
|
||||
mov es, ax
|
||||
mov fs, ax
|
||||
mov gs, ax
|
||||
mov ss, ax
|
||||
mov esi,hello
|
||||
mov ebx,0xb8000
|
||||
|
||||
.loop:
|
||||
lodsb
|
||||
or al,al
|
||||
jz halt
|
||||
or eax,0x0100
|
||||
mov word [ebx], ax
|
||||
add ebx,2
|
||||
jmp .loop
|
||||
halt:
|
||||
cli
|
||||
hlt
|
||||
hello: db "Hello world!",0
|
||||
|
||||
times 510 - ($-$$) db 0
|
||||
dw 0xaa55
|
81
boot3.asm
Normal file
81
boot3.asm
Normal file
|
@ -0,0 +1,81 @@
|
|||
bits 16
|
||||
org 0x7c00
|
||||
|
||||
boot:
|
||||
mov ax, 0x2401
|
||||
int 0x15
|
||||
|
||||
mov ax, 0x3
|
||||
int 0x10
|
||||
|
||||
mov [disk],dl
|
||||
|
||||
mov ah, 0x2 ;read sectors
|
||||
mov al, 1 ;sectors to read
|
||||
mov ch, 0 ;cylinder idx
|
||||
mov dh, 0 ;head idx
|
||||
mov cl, 2 ;sector idx
|
||||
mov dl, [disk] ;disk idx
|
||||
mov bx, copy_target;target pointer
|
||||
int 0x13
|
||||
cli
|
||||
lgdt [gdt_pointer]
|
||||
mov eax, cr0
|
||||
or eax,0x1
|
||||
mov cr0, eax
|
||||
mov ax, DATA_SEG
|
||||
mov ds, ax
|
||||
mov es, ax
|
||||
mov fs, ax
|
||||
mov gs, ax
|
||||
mov ss, ax
|
||||
jmp CODE_SEG:boot2
|
||||
|
||||
gdt_start:
|
||||
dq 0x0
|
||||
gdt_code:
|
||||
dw 0xFFFF
|
||||
dw 0x0
|
||||
db 0x0
|
||||
db 10011010b
|
||||
db 11001111b
|
||||
db 0x0
|
||||
gdt_data:
|
||||
dw 0xFFFF
|
||||
dw 0x0
|
||||
db 0x0
|
||||
db 10010010b
|
||||
db 11001111b
|
||||
db 0x0
|
||||
gdt_end:
|
||||
gdt_pointer:
|
||||
dw gdt_end - gdt_start
|
||||
dd gdt_start
|
||||
disk:
|
||||
db 0x0
|
||||
CODE_SEG equ gdt_code - gdt_start
|
||||
DATA_SEG equ gdt_data - gdt_start
|
||||
|
||||
times 510 - ($-$$) db 0
|
||||
dw 0xaa55
|
||||
|
||||
copy_target:
|
||||
bits 32
|
||||
hello: db "Hello more than 512 bytes world!!",0
|
||||
boot2:
|
||||
mov esi,hello
|
||||
mov ebx,0xb8000
|
||||
|
||||
.loop:
|
||||
lodsb
|
||||
or al,al
|
||||
jz halt
|
||||
or eax,0x0100
|
||||
mov word [ebx], ax
|
||||
add ebx,2
|
||||
jmp .loop
|
||||
halt:
|
||||
cli
|
||||
hlt
|
||||
|
||||
times 1024 - ($-$$) db 0
|
85
boot4.asm
Normal file
85
boot4.asm
Normal file
|
@ -0,0 +1,85 @@
|
|||
section .boot
|
||||
bits 16
|
||||
global boot
|
||||
boot:
|
||||
mov ax, 0x2401
|
||||
int 0x15
|
||||
|
||||
mov ax, 0x3
|
||||
int 0x10
|
||||
|
||||
mov [disk],dl
|
||||
|
||||
mov ah, 0x2 ;read sectors
|
||||
mov al, 6 ;sectors to read
|
||||
mov ch, 0 ;cylinder idx
|
||||
mov dh, 0 ;head idx
|
||||
mov cl, 2 ;sector idx
|
||||
mov dl, [disk] ;disk idx
|
||||
mov bx, copy_target;target pointer
|
||||
int 0x13
|
||||
cli
|
||||
lgdt [gdt_pointer]
|
||||
mov eax, cr0
|
||||
or eax,0x1
|
||||
mov cr0, eax
|
||||
mov ax, DATA_SEG
|
||||
mov ds, ax
|
||||
mov es, ax
|
||||
mov fs, ax
|
||||
mov gs, ax
|
||||
mov ss, ax
|
||||
jmp CODE_SEG:boot2
|
||||
gdt_start:
|
||||
dq 0x0
|
||||
gdt_code:
|
||||
dw 0xFFFF
|
||||
dw 0x0
|
||||
db 0x0
|
||||
db 10011010b
|
||||
db 11001111b
|
||||
db 0x0
|
||||
gdt_data:
|
||||
dw 0xFFFF
|
||||
dw 0x0
|
||||
db 0x0
|
||||
db 10010010b
|
||||
db 11001111b
|
||||
db 0x0
|
||||
gdt_end:
|
||||
gdt_pointer:
|
||||
dw gdt_end - gdt_start
|
||||
dd gdt_start
|
||||
disk:
|
||||
db 0x0
|
||||
CODE_SEG equ gdt_code - gdt_start
|
||||
DATA_SEG equ gdt_data - gdt_start
|
||||
|
||||
times 510 - ($-$$) db 0
|
||||
dw 0xaa55
|
||||
copy_target:
|
||||
bits 32
|
||||
hello: db "Hello more than 512 bytes world!!",0
|
||||
boot2:
|
||||
mov esi,hello
|
||||
mov ebx,0xb8000
|
||||
.loop:
|
||||
lodsb
|
||||
or al,al
|
||||
jz halt
|
||||
or eax,0x0F00
|
||||
mov word [ebx], ax
|
||||
add ebx,2
|
||||
jmp .loop
|
||||
halt:
|
||||
mov esp,kernel_stack_top
|
||||
extern kmain
|
||||
call kmain
|
||||
cli
|
||||
hlt
|
||||
|
||||
section .bss
|
||||
align 4
|
||||
kernel_stack_bottom: equ $
|
||||
resb 16384 ; 16 KB
|
||||
kernel_stack_top:
|
8
fun.zig
Normal file
8
fun.zig
Normal file
|
@ -0,0 +1,8 @@
|
|||
export fn kmain() callconv(.C) void {
|
||||
const color: c_short = @intCast(0x0F00);
|
||||
const hello: [*:0]const u8 = "Hello zig world!";
|
||||
var vga: [*]c_short = @ptrFromInt(0xb8000);
|
||||
for (0..16) |i| {
|
||||
vga[i+80] = color | hello[i];
|
||||
}
|
||||
}
|
25
linker.ld
Normal file
25
linker.ld
Normal file
|
@ -0,0 +1,25 @@
|
|||
ENTRY(boot)
|
||||
SECTIONS {
|
||||
. = 0x7c00;
|
||||
.text :
|
||||
{
|
||||
*(.boot)
|
||||
*(.text)
|
||||
}
|
||||
|
||||
.rodata :
|
||||
{
|
||||
*(.rodata)
|
||||
}
|
||||
|
||||
.data :
|
||||
{
|
||||
*(.data)
|
||||
}
|
||||
|
||||
.bss :
|
||||
{
|
||||
*(.bss)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
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